VAI TRÒ CỦA RỪNG TRỒNG VÀ RỪNG THỨ SINH TRONG BẢO TỒN BỌ CHÂN CHẠY TẠI VƯỜN QUỐC GIA CÁT BÀ, HẢI PHÒNG

Quản lý Tài nguyên rừng & Mơi trường VAI TRỊ CỦA RỪNG TRỒNG VÀ RỪNG THỨ SINH TRONG BẢO TỒN BỌ CHÂN CHẠY TẠI VƯỜN QUỐC GIA CÁT BÀ, HẢI PHÒNG Bùi Văn Bắc1, Lê Đức Cường2, Phùng Văn Khả3 Trường Đại học Lãm nghiệp 2Hạt Kiểm lâm huyện Cao Phong, Hịa Bình 3Nơng trường Mộc Châu, Sơn La TÓM TĂT Nghiên cứu thực để đánh giá vai trò rừng hồng rừng thứ sinh việc bảo tồn bọ chân chạy Vườn Quốc gia (VQG) Cát Bà Bầy hố sử dụng để thu thập bọ chân chạy ba kiểu rừng: rừng trồng keo, rừng thứ sinli rừng tự nhiên Tổng cộng, 60 điểm đặt bẫy lấy mẫu bốn đợt điều tra thực địa tù’ năm 2020 đến năm 2021 Nghiên cứu ghi nhận 29 loài bọ chân chạy từ 987 cá thể Rừng trồng keo có sơ lượng cá thê bọ chân chạy cao nhât, kiểu rừng ghi nhân số lượng lồi tính đa dạng quần xã bọ chân chạy thấp Các khu rừng thứ sinh cho thấy tương đồng với rừng tự nhiên số lượng cá the, số lượng loài số đa dạng Shannon quần xã bọ chân chạy, điều mang lại hy vọng cho phục hồi quần xã bọ chân chạy trình diễn rừng Tuy nhiên, cấu trúc quần xã bọ chân chạy cho thấy khác biệt có ý nghĩa thống kê rừng thứ sinh rừng tự nhiên, dẫn đến khác biệt tiềm chức sinh thái bọ chân chạy hai kiểu rừng Việc giảm số lượng lồi bọ chân chạy có kích thước lớn ưong khu rừng thứ sinh ảnh hưởng tiêu cực đến chức sinh thái chúng Tỷ lệ che phủ lóp thảm mục, thảm tươi, bụi gỗ nhân tố ánh hưởng ý nghĩa tới cấu trúc quần xã bọ chân chạy VQG Cát Bà Từ khóa: Bọ chân chạy, rừng thứ sinh, rừng tự nhiên, rừng trồng, Vườn Quốc gia Cát Bà LĐẶT VÁN ĐỀ Các hệ sinh thái rừng trồng rừng thứ sinh hình thành quy mơ tồn cầu, đặc biệt vùng nhiệt đới (Wright, 2010) Sự mở rộng phát triển hệ sinh thái cho có ý nghĩa quan trọng việc bảo tồn đa dạng sinh học, chúng bù đắp mát đa dạng sinh học liên quan đến suy giảm diện tích rừng tự nhiên Do đó, nhiều nghiên cứu thực để đánh giá lực trì tính đa dạng sinh học rừng trồng rừng thứ sinh Nhiều nghiên cửu tập trung vào côn trùng tương đồng sinh thái chúng với nhóm phân loại khác, qua cho phép chúng sử dụng làm sinh vật thị cho tính đa dạng sinh học chung sinh vật (Kremen cộng sự, 1993) Bọ chân chạy hay bọ Carabid (Coleoptera: Carabidae) thuộc cánh cứng họ có phong phú đa dạng loài với 40.000 loài mô tả Bọ chân chạy cư trú nhiều sinh cảnh khác chủ yếu vùng nhiệt đới, ngoại trừ khu vực vùng Nam cực Bắc cực (Hackel Farkac, 2012) Bọ chân chạy nhạy cảm với tác động người chất lượng mơi trường sống (Luff, 1986) Ví dụ, thay đổi cấu trúc vật lý lớp phủ bề mặt đất ảnh hưởng tiêu cực đến số lượng cá thể số lượng loài bọ chân chạy (Kromp, 1999) Những thay đổi đột ngột điều kiện ánh sáng, nhiệt độ (ví dụ: thay đổi độ che phủ tán việc khai thác gỗ), gây thay đổi điều kiện đất, vùng tiểu khí hậu nước Những yếu tố ảnh hưởng đến phân bố không gian sống bọ chân chạy (Guillemain cộng sự, 1997) Do vậy, bọ chân chạy số nhóm trùng nghiên cứu nhiều sử dụng nhóm sinh vật thị tin cậy cho chia cắt sinh cảnh chuyển đổi sử dụng đất (Rainio Niemela, 2003) Vườn quốc gia Cát Bà (20°44'-20°55'N, 106°54'-107°10'E) thuộc huyện Cát Hải, Hải Phịng, có tổng diện tích 17.362,96 ha, bao gồm hệ sinh thái cạn (10.912,51 ha) hệ sinh thái biển (6.450,45 ha) VQG Cát Bà trung tâm Khu dự trừ sinh giới Cát Bà UNESCO công nhận, với cảnh quan chủ đạo đảo đá vôi karst nhô lên đột ngột từ biển Do đặc điểm biệt lập karst hóa cao, Cát Bà có hệ động thực vật độc đáo với tỷ lệ loài đặc hữu cao Giống hầu hết khu bảo tồn thiên nhiên Việt Nam, phần lớn diện tích rừng tự nhiên Cát Bà bị xáo trộn mạnh, tạo phân mảnh TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SĨ - 2021 87 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường rừng tự nhiên, rừng thứ sinh, rừng trồng, trảng cỏ bụi đất canh tác Việc xác định vai trò sinh cảnh việc bảo tồn tính đa dạng sinh học chức sinh thái nhóm trùng thị quan trọng góp phần quản lý hiệu việc sử dụng đất địa phương, chưa tiến hành khu vực Vì mục đích nghiên cứu cung cấp thông tin thành phần lồi, tính đa dạng sinh học chức sinh thái quần xã bọ chân chạy kiểu rừng trồng rừng tự nhiên VQG Cát Bà Đồng thời, sở so sánh với rừng tự nhiên, nghiên cứu đánh giá vai trò cùa rừng thứ sinh rừng trồng việc bảo tồn tính đa dạng sinh học chức sinh thái quần xã côn trùng quan trọng PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 2.1 Vật liệu nghiên cứu Các loài bọ chân chạy thuộc họ Carabidae Phần lớn mẫu vật lưu trữ Trường Đại học Lâm nghiệp, Xuân Mai, Chương Mỹ, Hà Nội Một số mẫu vật lưu trữ sưu tập cá nhân tác giả Rừng thứ sinh 2.2 Thòi gian nghiên cứu Nghiên cứu tiến hành thu thập bọ chân chạy bốn đợt điều tra thực địa từ tháng năm 2020 đến tháng năm 2021 2.3 Khu vực nghiên cứu Bọ chân chạy thu thập ba kiểu rừng: rừng trồng, rừng thứ sinh rừng tự nhiên xung quanh khu vực VQG Cát Bà (thành phố Hải Phòng) Các kiêu rừng nằm đai cao < 150 m, có diện tích lớn cách km Rừng thứ sinh nghiên cứu kiểu phụ rừng thứ sinh phục hồi núi đá vôi Đặc điểm thực vật bao gồm gồ tái sinh, sinh trưởng tốt thuộc họ: Euphorbiaceae Lauraceae, Rutaceae, Meliaceae Fabaceae Rừng tự nhiên nghiên cứu kiểu Rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới, chủ yếu rộng núi đá vơi có độ cao 200 m Khu vực rừng trồng keo tràm >10 năm tuổi nằm vùng đệm VQG Cát Bà Các điểm bẫy đặc trưng kiểu rừng thể hình Rừng tự nhiên Hình Các điểm bẫy đặc trưng cho kiểu rừng nghiên cứu 88 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SĨ - 2021 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường 2.4 Phương pháp thu thập định loại mẫu vật Nghiên cứu sử dụng phương pháp bầy hố đê điêu tra bọ chân chạy Tại môi kiêu rừng nghiên cứu, 20 bẫy hố thiết lập cách 150 m để tránh tượng giao thoa loài bầy Mỗi bẫy bao gồm hộp nhựa có đường kính 10 cm, chiều cao 15 cm, bên có chứa 200 ml cồn 70° chơn xuống đất tới miệng hộp Sau ba ngày đặt bẫy, mẫu bọ chân chạy thu thập, xử lý sơ bộ, rửa qua với nước sau bảo quản ống fancol chứa dung dịch cồn 70° Các mẫu vật bọ chân chạy phân thành nhóm có kích thước lớn (L) kích thước nhỏ (N) Nhóm có kích thước lớn bao gồm lồi có chiều dài thể > 10 mm (đo từ mép ngồi phía trước ngấn mơi đến mép ngồi phía sau cánh cứng), nhóm có kích thước nhỏ bao gồm lồi bọ chân chạy có chiều dài thể < 10 mm Bọ chân chạy xác định sử dụng khóa phân loại danh sách loài Matalin (2002), Matalin (2015), Matalin Wiesner (2016), Wiesner cộng (2017), Kataev (1997, 2014), Park cộng (2006), Kirschenhofer (2010), Fedorenko (2014), Kataev Liang (2015), Tian Deuve (2015), Anichtchenko Kirschenhofer (2017), Hrdlicka (2009, 2017, 2019), Zhu cộng (2018), Azadbakhsha Kirschenhofer (2019) 25%, 26 - 50%, 51 - 75%, 76 - 95% 96 100% để định lượng yếu tố mơi trường 2.6 Phân tích số liệu Nghiên cứu sử dụng ngôn ngữ thống kê R để thực phân tích thống kê Phương pháp đo lường đa hướng (NMDS - “Non metric multidimensional scaling”) dựa vào số không giống Bray - Curtis từ ma trận dừ liệu thành phần loài qua vị trí bẫy áp dụng để mơ hình hóa khác biệt cấu trúc quần xã bọ chân chạy kiểu rừng Đồng thời, phương pháp phân tích hốn vị đa biến phương sai (PERMANOVA “Permutational multivariate analysis of variance”) sử dụng để kiểm tra sai khác cấu trúc quần xã bọ chân chạy kiếu sừ dụng đất Biểu đồ Venn xây dựng để số lượng lồi có sinh cảnh Các yếu tố môi trường như: độ che phủ thảm tươi, khô, bụi, độ tàn che, đặc điểm sinh trưởng gồ kích thước bọ chân chạy đưa vào biểu đổ NMDS sử dụng chức “envfit” gói dừ liệu “vegan” Mơ hình tuyến tính tổng qt GLM tính tốn đế so sánh khác biệt đặc trưng quần xã bọ chân chạy giữ rừng tự nhiên vời rừng trồng rừng thứ sinh KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.5 Phương pháp xác định nhân tố môi 3.1 Ket nghiên cứu 3.1.1 Thành phần phân bố loài bọ trường chân chạy Dữ liệu mơi trường vị trí bẫy thu thập thời điểm với việc thu thập bọ chân chạy Phương pháp bốn hướng Brower Von-Ende (1998) cải tiến để định lượng nhân tố môi trường mồi vị trí nghiên cứu Với việc sử dụng vị trí bầy diêm trung tâm, hình chữ thập tạo chia vị trí điều tra thành bốn góc Trong góc, dạng diện tích nhỏ m2 thiết lập để xác định tỷ lệ phần trăm che Qua bốn đợt điều tra từ tháng 08 năm 2020 đến tháng 04 năm 2021 ba kiểu rừng: rừng tự nhiên, rừng thứ sinh rừng trồng, nghiên cứu thu thập 29 lồi hình thái 12 giống từ 987 cá thể thu bắt Thông tin chi tiết thành phần loài phân bố chúng qua ba dạng sinh cảnh thể bảng Ket từ mơ hình đường cong tích lũy lồi (hình 2) ước lượng Chao (1984) (bảng 2) cho thấy mức độ hiệu cao đầy đủ phương pháp điều tra thực địa quần xã bọ chân chạy ba kiểu rừng điều tra số lượng loài thu bẫy chiếm 90% phủ lóp thảm mục, thảm tươi bụi độ che phủ gồ Sử dụng lóp phân cấp Brower Von-Ende (1998): - 5%, - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SÓ -2021 89 Quản lý Tài nguyên rừng & Mơi trường số lượng lồi theo ước lượng Chao (1984) Trong số lồi hình thái ghi nhận được, năm lồi hình thái chưa xác định danh pháp xác định thuộc ba giống: Chlaenỉus Bonelli, 1810, Harpaỉus Latreille, 1802 Lesticus Dejean, 1828 Đối với giống này, phân loại taxa dựa vào khác biệt đặc điểm hình thái (“morphospecies”) Trong thành phần lồi bọ chân chạy ghi nhận được, giống Chlaenius có số lượng lồi hình thái nhiều (9 loài), giống Pheropsophus (4 loài), Leticus (3 loài), Harpahis (3 loài), Amphỉmenes Bates, 1873 (2 loài) Clỉvỉna Latreille, 1802 (2 loài) Các giống lại, bao gồm: Brachinus Weber, 1801, Brachichiỉa Chaudoir, 1869, Cosmodela Rivalier, 1961, Cyỉindera Westwood, 1831, Lophyra Motschulsky, 1859 Pỉatymetopus Dana, 1851 có lồi đại diện Số lượng bẫy Hình Đường cong tích lũy lồi mô tả mức độ hiệu phưong pháp thu thập bọ chân chạy ba kiểu rừng: rừng trồng (RT), rừng thứ sinh (TS) rừng tự nhiên (RTN) Bảng Thành phần số lượng cá thể loài bọ chân chạy ghi nhận qua ba kiểu rừng: rừng tự nhiên (RTN), rừng trồng (RT) rừng thứ sinh (RTS)_ Kiểu rừng Kích thước Lồi RT RTS RTN Nhỏ Amphimenes gracilis Fedorenko, 2010 Amphimenes kabakovi Fedorenko, 2010 Brachimis chinensis Chaudoir, 1850 Brachychilafischeri Kirschenhofer, 1994 Chlaenius abstersus Bates, 1873 Chlaenỉus biguttatus Motschulsky, 1861 Chlaenius flavofemoratus Laporte, 1834 Chỉaenius naeviger Morawitz, 1862 Chlaenius paỉỉipes Gebler, 1823 Chỉaenỉuspleuroderns Chaudoir, 1883 Chlaenius sp Chỉaenius sp2 Chìaenius sp3 Cỉivina lobata Bonelli, 1813 Cỉivina tranquebarica Bonelli, 1813 Cosmodela separata (Fleutiaux, 1893) Cylindera pronotaỉis (Hom, 1922) 90 14 0 3 27 20 92 88 10 0 72 0 20 13 2 2 23 13 Nhỏ Lớn Lớn Lớn Lớn Lớn Lớn Lớn Lớn Nhỏ Nhỏ Nhó Nhị Nhỏ Lớn Lớn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2021 Quản lý Tài nguyên rừng & Mơi trường Lồi Harpalus indicus Bates, 1891 Harpalus sinicus Hope, 1845 Harpalus sp Lesticus nubilus Tschitscherine, 1900 Lesticus sp Lesticus tonkinensis Jedlicka, 1962 Lophyra lineifrons (Chaudoir, 1865) Pheropsophus balkeỉ Giachino, 2005 Pheropsophus infantulus Bates, 1892 Pheropsophus jessoensis Morawitz, 1862 Pheropsophus marginicollis Motschulsky, 1854 Platymetopus flavilabris (Fabricius, 1798) Tong so lượng cá RTN Kiểu rừng RT RTS 14 14 23 38 0 0 0 0 125 0 96 0 80 76 13 217 401 Kích thưóc Lớn Lớn Nhỏ Lớn Nhỏ Lớn Lớn Lớn Lớn Lớn Lớn Lớn 369 Ghi chú: Lớn: Lồi có chiều dài thể > 10mm; Nhỏ: Lồi có chiều dài < lOmm Kiểu rừng Rừng tự nhiên Rừng thứ sinh Rừng trồng Bảng Số lượng loài Bọ chân chạy theo kiểu rừng Số lưọng loài thu Số lượng lồi ưóc tính theo từ bẫy Chao (1984) 25 21 11 Thành phần phân bố số lượng lồi bọ chân chạy có khác biệt lớn ba kiểu rừng, thề hình Sơ đồ Venn rằng, hầu hết loài bọ chân chạy có nhu cầu sinh thái khác Chỉ bảy lồi bọ chân chạy tìm thấy ba sinh cảnh, bao gồm: Pheropsophus jessoensis, Amphimenes kabakovi, Brachinus chinensis, Brachychỉla fischeri, Chlaenius Sp3., Clỉvỉna lobata Amphimenes gracilis Chín loài bọ chân chạy Hiệu thu bắt 25,8 22,1 12,2 96,8% 95% 12,2% có phân bố hẹp, ghi nhận sinh cảnh Trong đó, bảy lồi tìm thấy rừng tự nhiên bao gồm: Chlaenius sp2., Harpalus sinicus, Harpalus indicus, Lesticus nubilus, Lesticus spl., Lophyra lineifrons Pheropsophus infantulus Một loài bọ chân chạy tìm thấy rừng trồng: lồi Chlaenius biguttatus lồi tìm thấy nhât rừng thứ sinh: lồi Chlaenius spl Hình Biểu đồ Venn số lượng loài ghi nhận sinh cảnh rừng tự nhiên (RTN), rừng thứ sinh (RTS) rừng trồng (RT) 3.1.2 Đảnh giả khác biệt vê đặc trưng quần xã bọ chân chạy kiếu rìmg Kết phân tích từ mơ hình tuyến tính tơng qt (GLM) khơng có khác có ý nghĩa thống kê số lượng loài, số lượng cá thể số đa dạng sinh học TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SÓ - 2021 91 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Shannon rừng tự nhiên rừng thứ sinh, nhiên có khác biệt ý nghĩa đặc trưng quần xã rừng tự nhiên rừng trồng (Bảng 3, Hình 4) Bảng GLM cho số lượng loài, số lượng cá thể số đa dạng Shannon quần xã bọ chân chạy _ rừng tự nhiên vói rừng thứ sinh rừng trồng Kiểu rừng p ±SE z-value />-value 0,32 0,24 0,49 0,18 0,09 0,08 1,37 3,18 0,64 0,21 0,14 0,64 Rừng tự nhiên - Rừng thứ sinh Số lượng loài Số lượng cá thể Chỉ so Shannon Rừng tự nhiên - Rừng trồng 0,35 0,08 Số lượng loài Số lượng cá thể 0,63 0,13 0,55 0,22 Chỉ so Shannon Ghi chủ: Ước lượng (P), sai tiêu chuẩn (±SE), giá trị kiếm tra (z-value) bảng 0,01 4,5 7,1